JPH0746534B2

JPH0746534B2 - 導電性磁性ゴムシ−ト

Info

Publication number: JPH0746534B2
Application number: JP575987A
Authority: JP
Inventors: 直樹山田; 康順佐々木
Original assignee: エヌオーケー株式会社
Priority date: 1987-01-13
Filing date: 1987-01-13
Publication date: 1995-05-17
Anticipated expiration: 2010-05-17
Also published as: JPS63174214A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、導電性磁性ゴムシートに関する。更に詳しく
は、導電性磁性体粒子を含有するゴムシートに関する。

〔従来の技術〕

導電性磁性体粒子を含有するゴムシート（異方導電性ゴ
ムシート）が、従来から知られている。例えば、特開昭
54−146873号公報には、それぞれ粒径分布の異なる２種
類の導電性磁性体粒子を含有する絶縁性高分子弾性体の
シートを架橋前または架橋中に、表面に凹凸のある磁極
板により磁束線が平行な磁場を作用させ、シート内に導
電性磁性体粒子を不均一に分布させた加圧導電性ゴムが
記載されている。また、特開昭58−152033号公報には、
導電性磁性体粒子と絶縁性高分子弾性体を主成分とし、
アルキルチタネート架橋剤を含む未硬化複合体に磁場処
理を施して架橋して得られる異方導電性ゴムシートが記
載されている。

しかしながら、これらの方法には次のような欠点がみら
れる。

（１）導電性磁性体粒子として、鉄、コバルト、ニッケ
ルなどの金属、合金またはこれらの金または銀メッキ物
が用いられているため、導電性磁性ゴムの比重が約３程
度と大きくなる。

（２）金属は多くの場合、ゴムの加硫反応を妨げる傾向
があり、特にイオウ加硫では加硫剤のイオウが金属と反
応し、硫化物を形成するのに消費され、ゴムが加硫しな
くなる。また、導電性も悪くなり、一定の品質ものが得
られ難くなる。

（３）マトリックスゴムと導電性磁性体粒子との接着性
が悪く、引張強度も小さくなり、例えばニッケル粒子充
填シリコーンゴムの引張強度は15〜17kgf/cm²程度であ
る。

（４）特にシリコーンゴムのような低粘度のゴムにニッ
ケル粒子を分散させる場合などでは、未加硫状態で貯蔵
放置しておくと、粒子の沈降が生じ、分散状態が均一と
はならない。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明者らは、従来技術にみられるこうした欠点のない
導電性磁性ゴムシート（異方導電性ゴムシート）を求め
て種々検討の結果、磁場を適用しながらシート状に加硫
成形する導電性磁性体ゴム組成物を形成させるに際し、
導電性粒子および磁性体粒子の両者を高分子物質に一旦
配合し、得られた粒子状導電性磁性体組成物をゴム配合
物に充填することにより、かかる課題が効果的に解決さ
れることを見い出した。

〔問題点を解決するための手段〕

従って、本発明は導電性磁性ゴムシートに係り、この導
電性磁性ゴムシートは、いずれも百分率が体積百分率
で、溶融温度160℃以上または架橋性官能基を有する高
分子物質85〜62％、導電性粒子５〜30％および磁性体粒
子５〜30％の混合物を粉砕して得られた粒子状導電性磁
性体組成物を、ゴム配合物約60〜85％に対し約40〜15％
の割合で充填した導電性磁性体ゴム組成物に、磁場を適
用しながら加硫成形してなる。

高分子物質として、溶融温度が160℃以上のものあるい
は架橋性官能基を有するものが用いられるのは、これを
導電性粒子と混合した粒子状導電性組成物としてゴム配
合物に分散させ、成形したとき、粒子状組成物の変形や
流動を生じないようにするためである。

溶融温度が160℃以上の高分子物質としては、例えば脂
肪族または芳香族のポリアミドまたはポリエステル、ポ
リカーボネート、ポリウレタン、ポリ尿素、エポキシ樹
脂硬化物、ポリフッ化ビニリデンなどが用いられる。

また、架橋性官能基を有する高分子物質としては、カル
ボキシル基、エポキシ基、反応性ハロゲン基、水酸基、
アミド基、ジエン基などの架橋性官能基を有する単量
体、例えばアクリル酸、メタクリル酸、グリシジルアク
リレート、アクリルグリシジルエーテル、２−クロルエ
チルビニルエーテル、モノクロル酢酸ビニル、ヒドロキ
シアルキルアクリレート、ヒドロキシアルキルメタクリ
レート、アクリルアミド、メタクリルアミド、ジビニル
ベンゼン、ペンタジエンなどの約0.1〜10モル％と少な
くとも１種のビニル単量体、例えばアルキルアクリレー
ト、アルコキシアルキルアクリレート、塩化ビニリデ
ン、アクリロニトリル、スチレンなどの約99.9〜90モル
％との共重合体が挙げられる。また、末端イソシアネー
ト基を有するポリウレタンプレポリマーなども用いるこ
とができる。

導電性粒子としては、ケッチェンブラック、アセチレン
ブラックなどの導電性カーボンブラック、グラファイ
ト、ニッケル、銅、亜鉛、アルミニウムなどの金属、黄
銅繊維、アルミニウム繊維などの金属繊維、炭素繊維な
どであって、一般には粒径が約５μｍ以下である球状の
ものが用いられる。この範囲内の粒径のものが用いられ
るのは、これ以上の粒径のものでは導電性にバラツキを
生じ、磁場配向時に異方導電性にバラツキを生ずるよう
になるからである。球状粒子が好んで用いられるのは、
加圧時の流動し易さのためである。

また、磁性体粒子としては、各種フェライト類、γ−Fe
₂O₃、CrO₂、更に鉄、コバルト、ニッケルなどの金属、M
nAl、FeCrCoなどの合金などであって、一般には粒径が
約５μｍ以下のものが用いられる。この範囲内の粒径の
ものが用いられるのは、これ以上の粒径のものでは磁性
のバラツキを生じ、磁場配向時の異方導電性にバラツキ
を生ずるからである。

以上の各成分は、いずれも百分率が体積百分率で、高分
子物質が85〜62％の割合で、また複合粒子を形成する導
電性粒子および磁性体粒子はいずれも５〜30％でかつ両
者の合計量が15〜38％となる割合でそれぞれ用いられ
る。高分子物質の役割は、各粒子のバインダーとしての
作用、複合粒子とマトリックスゴムとの親和性付与作用
および軽量化作用があり、かかる作用からみてその使用
割合がこれより少ないとこれらの作用が十分に発揮され
ず、一方これより多く用いられると導電性および磁性が
損なわれるようになる。

高分子物質と導電性および磁性体粒子との混合および粉
砕は、ニーダー、ロールミルなどの混合手段を用いて混
合し、その際高分子物質の硬化剤、加硫剤などを共存さ
せておき、粉砕し易い状態、一般には粗砕されたバルク
状あるいは好ましくはシート状などに単純な形状に成形
あるいは発泡成形することにより固化させた状態とな
し、次いで常温下あるいはドライアイスなどを用いて十
分固化させた状態とした後、粉砕することにより行われ
る。粉砕は、得られる粒子状導電性磁性体組成物の粒径
が約30〜150μｍになる迄行われる。これより大きい粒
径のものを用いると、ゴム配合物とのマトリックスから
脱落したり、剥離したりして保持され難くなり、一方小
さすぎる粒径のものは、導通するための粒子数が非常に
多くならなければならないことになるので好ましくな
い。

得られた粒子状導電性磁性体組成物は、ゴム配合物に充
填されてマトリックスを形成させる。その混合割合は、
体積百分率でゴム配向物約60〜85％に対し粒子状導電性
磁性体組成物が約40〜15％である。この混合割合は、ゴ
ムシートとしたときに、複合粒子同志の接触により導通
路が形成されるような割合として選択される。ただし、
複合粒子がこれ以上の割合で用いられると、常時導通す
るようになり、目的とする異方性や加圧導電性が失われ
てしまうので、上記範囲が選択される。

ここで用いられるゴム配合物としては、天然ゴムやポリ
ブタジエン、クロロプレンゴム、ウレタンゴム、NBR、S
BR、EPDM、シリコーンゴムなどの各種合成ゴムに、加硫
剤および加硫促進剤、充填剤、補強剤、可塑剤などの必
要に応じて配合される配合剤を配合したものが用いられ
る。

粒子状導電性磁性体組成物とゴム配合物との混合は、ロ
ールミル、ニーダーなどを用いて行なわれるが、その際
粒子界面でゴムと反応し、結合力が高められるように、
反応性基を有する化合物、例えばエポキシ樹脂を高分子
物質として用いた粒子とEPDM、NBRなどの二重結合を有
するゴムとの組合せの場合にはアリルグリシジルエーテ
ルなどを添加して用いることが好ましい。

このようにして調製される導電性磁性体ゴム組成物は、
用いられたゴムの加硫条件に応じてシート状に加硫成形
されるが、加硫成形の際には磁場が適用される。磁場の
適用は、平面状乃至は導電性および磁性体粒子の粒径と
同程度またはそれよりも大きい凹凸パターンを付した磁
極板を用い、一般に磁場強度約2000〜20000ガウスの平
行磁場で行なわれ、加硫成形シートに磁場配向を付与す
る。

〔作用〕および〔発明の効果〕本発明に係る導電性磁性ゴムシートは、感圧特性があ
り、且つ異方導電性のゴムシートとして得られるが、こ
のゴムシートは更に次のような点での特徴を有してい
る。

（１）比重が小さい。例えば、カーボンブラック10％お
よびフェライト15％を含有する粒子状エポキシ樹脂組成
物の比重は1.83であり、ニッケルの比重8.9より著しく
小さく、この粒子状エポキシ樹脂組成物35％とEPDM配合
物65％とからなる導電性磁性体EPDM組成物の比重は1.15
で、ニッケルを35％用いた導電性磁性体EPDM組成物の比
重3.65よりも著しく小さい。

（２）導電性および磁性体粒子とゴムとの接着性が良好
である。例えば、粒子状フェノール樹脂組成物とニトリ
ルゴムとから得られるゴムシートの破断強度はニッケル
粒子を用いたものよりも大きく、また破断面を顕微鏡で
観察すると、粒子表面にちぎれたゴム片が付着してい
る。

（３）加硫速度を低下させない。例えば上記（１）の粒
子状エポキシ樹脂組成物を汎用の加硫剤であるイオウを
用いたNBRまたはEPDMの配合物と混合して加硫成形した
場合、加硫速度には殆ど変化が見られず、一方ニッケル
粒子を用いた場合には著しい加硫速度の低下がみられ
る。

（４）引張強度をあまり低下させない。例えば、上記
（１）の粒子状エポキシ樹脂組成物35％とEPDM配合物65
％とから加硫成形されたゴムシートの引張強度は72kgf/
cm²で、EPDM単体ゴムシートのそれの85kgf/cm²より15％
程度低下させるだけであるが、ニッケル粒子を用いたも
のは30kgf/cm²の引張強度しか示さない。

（５）得られたゴムシートは、磁場配向させることによ
り、ゴムシートの体積固有抵抗および感圧特性のバラツ
キが小さくなる。

〔実施例〕

次に、実施例について本発明を説明する。

〔粒子状導電性磁性体組成物の調製〕

A:エポキシ樹脂（油化シェルエポキシ製品エポン828）4
00cm³、フェライト微粒子120cm³およびケッチェンブラ
ック（比重1.90）140cm³を１のニーダーで５分間混合
した後、エポキシ樹脂用硬化剤（旭電化製品アデカハー
ドナEH531）200cm³を加え、更に３分間均一に混合し
た。これらの混合物をニーダーから取り出し、100℃で
１時間硬化させた後、更に160℃で１時間熱処理した。
得られた導電性磁性体組成物の硬化物（比重1.71）の体
積固有抵抗は、４Ω・cmであった。

B:ニトリルゴム（グッドリッチ社製品ハイカー1042）10
0部（重量、以下同じ）、亜鉛華５部、ステリアン酸１
部、DOP15部、イオウ0.5部、加硫促進剤TT（テトラメチ
ルチウラムジスルフィド）２部および同CZ（ｎ−シクロ
ヘキシル−２−ベンゾチアゾールサルフェンアミド）１
部の配合組成を有するニトリルゴム配合物600cm³、フェ
ライト微粉末130cm³およびケッチェンブラック140cm³を
ロールミルで混合し、これを170℃で20分間シート状に
加硫成形した後、更に160℃で２時間熱処理した。得ら
れた導電性磁性体組成物の加硫シート（比重1.82）の体
積固有抵抗は、７Ω・cmであった。上記導電性磁性組成
物を、Ａについては常温で、またＢについてはドライア
イスで十分冷却し、ドライアイスと混合した状態で、そ
れぞれ粉砕した。粉砕して得られた粒子状導電性組成物
ａ〜ｂ（導電性組成物Ａ〜Ｂに対応）について、粒径範
囲、平均粒径および体積固有抵抗（見掛け）をそれぞれ
測定し、その結果を次の表１に示した。

実施例１前記Ｂの配合組成に更にSRFカーボンブラック15部を配
合したニトリルゴム配合物66体積部に、粒子状導電性磁
性体組成物a34体積部を加え、ロールミルで混合した。

この混合物の加硫成形を、10000ガウスの平行磁場をか
けた状態で、150℃で20分間行ない、更に160℃のオーブ
ン中で１時間熱処理して、100×200×1mm寸法の導電性
磁性ゴムシートを得た。

実施例２実施例１において、ニトリルゴム配合物の代りに、EPDM
（日本合成ゴム製品EP22）100部、カーボンブラック
（中部カーボン製品HTC＃Ｓ）28部、酸化亜鉛５部、プ
ロセスオイル（出光興産製品PW−150）10部およびジク
ミルパーオキシド４部よりなるEPDM配合物が用いられ
た。

実施例３実施例１において、粒子状導電性磁性体組成物ａの代り
に同ｂが用いられた。

実施例４実施例２において、粒子状導電性磁性体組成物ａのかわ
りに同ｂが用いられた。

以上の各実施例で得られた加硫シートについて、物性値
および電気抵抗（面積１cm²、厚さ1mmのシートの非加圧
時または加圧時）をそれぞれ測定した。得られた結果
は、次の表２に示される。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】いずれも百分率が体積百分率で、溶融温度
160℃以上または架橋性官能基を有する高分子物質85〜6
2％、導電性粒子５〜30％および磁性体粒子５〜30％の
混合物を粉砕して得られた粒子状導電性磁性体組成物
を、ゴム配合物約60〜85％に対し約40〜15％の割合で充
填した導電性磁性体ゴム組成物に、磁場を適用しながら
加硫成形した導電性磁性ゴムシート。
【請求項２】導電性粒子と磁性体粒子とが合計15〜38％
の体積百分率で用いられる特許請求の範囲第１項記載の
導電性磁性ゴムシート。
【請求項３】導電性粒子がケッチェンブラックである特
許請求の範囲第１項記載の導電性磁性ゴムシート。
【請求項４】磁性体粒子がフェライトである特許請求の
範囲第１項記載の導電性磁性ゴムシート。
【請求項５】導電性粒子および磁性体粒子がいずれも約
５μｍ以下の粒径を有する特許請求の範囲第１項記載の
導電性磁性ゴムシート。
【請求項６】粒子状導電性磁性体組成物が約30〜150μ
ｍの粒径を有している特許請求の範囲第１項記載の導電
性磁性ゴムシート。